水泥窑固废处理对耐火材料的影响及对策.ppt

北京通达耐火技术公司 水泥窑固废处理对耐火材料的影响及对策 引言 水泥窑固废处理现状 耐火材料的对策和发展 结论 引言 随着世界环境问题的日益突出和可持续发展战略的要求，人们越来越关注各种类型废弃物的处理和利用，期望在某些工业领域可以替代燃料和原料加以利用。目前能够利用废弃物的工业有水泥及混凝土、发电、冶金、玻璃、砖瓦、石灰和建筑业。而水泥工业是公认的利用量大、范围宽及效果好的行业，也是首选部门。它不仅能利用废弃物，还能代替焚烧炉销毁一些有毒有害的即所谓危险废弃物，这将是 21世纪水泥工业发展的方向之一。据资料介绍，目前世界上约有100多家水泥企业在用可燃性废弃物作替代燃料，节约了大量自然资源，同时在保证水泥工业采用可燃烧工业废弃物作为替代燃料时，水泥产品质量以及大气环境不受到影响。所以水泥窑处理废弃物的条件得天独厚，也是水泥工业走可持续发展道路的客观要求。 水泥窑固废处理现状 水泥窑可以处理的废弃物的种类 固废处理对耐火材料的影响 碱、氯、硫对金属锚固件的腐蚀 固废处理对耐火材料的影响 碱、硫等元素化合物与耐火材料的反应 碱、硫比值的大小对耐火材料的影响 水泥窑可以处理的废弃物的种类 1. 固体废弃物作原料： 粉煤灰、炉渣、煤矸石、石灰残渣、电石渣、制糖废渣、高炉炉渣、钢渣、铜矿渣、硫酸渣、锑矿尾砂、铝矾土、锡回收渣、磷石膏、氟石膏、化学石膏、硅砂、飞灰、型砂、水厂污泥、河流淤泥等。 2. 固体废弃物作燃料 石油焦、石墨粉、焦碳屑、废轮胎、橡胶、塑料、造纸工业废料、生活垃圾、肉骨粉、油面岩、泥碳、电池、农作物的杆等，以及碎木屑、纺织废品、有机有害化工废料、医药废弃物等。 固废处理对耐火材料的影响 碱、硫等元素化合物与耐火材料的反应 1 高铝质耐火材料与碱、硫的反应： A3S2+16SiO2+3K2O——3KAS6（正长石） A3S2+10SiO2+3K2O——3KAS4（白榴石） 2A3S2+8SiO2+6K2O——6KAS2（钾霞石） Al2O3+K2O+Na2O——（K、Na）O·Al2O3（β刚玉） 2CaSO4+K2SO4——2CaSO4·K2SO4 2CaSO4·K2SO4+H2O——2CaSO4·K2SO4·H2O（钾石膏） 固废处理对耐火材料的影响 碱、硫等元素化合物与耐火材料的反应 镁质耐火材料与碱、硫的反应： （1）氧化气氛 2C2S+MgO+SO3——CaSO4+C3MS2 C3MS2+MgO+SO3——CaSO4+CMS CMS+MgO+SO3——CaSO4+M2S 2CaSO4+K2SO4——2CaSO4·K2SO4 3MgO·Al2O3+4CaO+SO3——4CaO·3Al2O3·SO3+3MgO 固废处理对耐火材料的影响 碱、硫等元素化合物与耐火材料的反应 （2）还原气氛 4MgO+2K2O+4FeO·Al2O3+8SO3——4KFeS2+4MgO·Al2O3+11O2 MgFe2O4+K2O+4SO3——2KFeS2+MgO+8O2 2KFeS2+8O2——K2SO4+Fe2(SO4)3 碱、硫比值的大小对耐火材料的影响 碱硫比的计算公式： 　 碱、硫比值的大小对耐火材料的影响 碱含量过剩的侵蚀情况（ASR＞1） （1） 碱对铝质耐火材料的侵蚀 当铝含量为小于30％的粘土质耐火材料与碱作用时，生成KAS6（正长石）、KAS4（白榴石）与钾、钠、Al2O3、SiO2的碱铝硅化合物，呈玻璃熔融体，而另一些晶体如石英、C2S等熔在玻璃熔融体内，形成密封层，阻止了碱的进一步侵蚀，在一定程度上保护了耐火材料。 当铝含量为大于30％的粘土质耐火材料与碱作用时，生成KAS4（白榴石）、KAS2（钾霞石）与钾、钠、Al2O3、SiO2的碱铝硅矿物，体积膨胀超过20%以上，此外α-Al2O3与碱作用后，生成β-Al2O3，体积膨胀也会损坏耐火材料。 超过950℃时，莫来石被碱侵蚀，生成高岭石，体积增加约15%，耐火材料因体积膨胀而损坏、剥落，影响使用寿命。 1200℃时，铝含量为大于80％的高铝质耐火材料与碱作用，生成少量的KAS4（白榴石）、KAS2（钾霞石），体积增加17－20%，导致耐火材料衬里损坏。 碱、硫比值的大小对耐火材料的影响 碱含量过剩的侵蚀情况（ASR＞1） （2） 碱对镁质材料的侵蚀 一般而言，MA尖晶石抗碱侵蚀远高于铬，但若在高含量碱的作用下，碱与MA尖晶石也起作用，生成碱铝化合物和MgO，使材料结构发生变化，容易剥落，缩短砖的使用周期。 合成烧结氧化镁制成的高等级的尖晶石镁砖，在还原气氛下，极易受到化学侵蚀而导致砖的损坏。 在煅烧工业废弃物燃料时，因燃料及颗粒大小不一致的影响，在煅烧过程中，很容易出现氧化还原（REDOX）状况，使耐